DE4007842A1

DE4007842A1 - Verfahren und vorrichtung zur erstellung eines etwa zylindrischen fassrumpfes

Info

Publication number: DE4007842A1
Application number: DE4007842A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Hemeyer
Original assignee: KLEVER STANZ und VERPACKUNGS G
Current assignee: KLEVER STANZ und VERPACKUNGS G
Priority date: 1990-03-12
Filing date: 1990-03-12
Publication date: 1991-09-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines etwa zylindrischen Faßrumpfes, bei dem ein Zuschnitt aus Blech gerundet und im Bereich seiner Ränder mit einer längs einer Mantellinie des zylindrischen Faßrumpfes verlaufenden Schweißnaht versehen wird. Die Erfindung zeigt gleichzeitig eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Rundwalze zum Runden von Zuschnitten aus Blech und einer Schweißeinrichtung zum Verbinden der beiden einander zugekehrten Ränder des Zuschnitts. Es versteht sich, daß zur Vervollkommnung des Fasses der Faßrumpf weiter bearbeitet, insbesondere gesickt und gebördelt wird, und daß er letztlich auch mit zwei Böden ausgestattet wird. Die vorliegende Erfindung bezieht sich jedoch auf die Herstellung des Faßrumpfes.

Zur Herstellung eines Faßrumpfes wird bisher ein Zuschnitt aus unbeschichtetem, insbesondere nicht-verzinktem Blech eingesetzt. Dieser Zuschnitt wird in einer Rundpresse gerundet, wodurch der Zuschnitt in eine etwa zylindrische Form gerät, in der sich die beiden einander zugekehrten Längsränder des nunmehr etwa zylindrischen Zuschnitts mehr oder weniger überlappen und lose aneinandergeführt sind. An dieser Stelle, also längs einer Mantellinie des Zylinders, sollen die Ränder über eine Schweißnaht miteinander verbunden werden. Dies wird im Rollnahtschweißverfahren, einem Widerstandsschweißverfahren, durchgeführt. Die beiden Räder des gerundeten Zuschnitts werden dabei einander überlappend zwischen zwei Rollen, die der Stromzuführung dienen, geführt und im Überlappungsbereich zusammengepreßt. Nach dem Schweißen der Längsnaht wird der so entstandene Faßrumpf oder auch Faßmantel gesickt und im Bereich der Ränder gebördelt. Ein derart fertiggestellter Faßrumpf wird anschließend verzinkt, wobei insbesondere das Trockentauchverzinken angewendet wird. Im einzelnen ist eine Säurebadvorbehandlung, die der Reinigung dient, vorgeschaltet. Nach einer Trocknung erfolgt das Tauchen im Zinnbad bei etwa 460°C. Die gebördelten Ränder werden gebürstet, um anhaftende Zinktropfen im Bereich der Ränder zu entfernen. Dieses bekannte Herstellverfahren für Faßrümpfe ist insofern nachteilig, als der Faßhersteller eine aufwendige Verzinkungsanlage betreiben muß oder dieses Nachverzinken bei einem speziell darauf eingerichteten Veredler durchführen lassen muß. Viel sinnvoller wäre es, bereits bei der Erstellung der Zuschnitte verzinktes Blech einzusetzen. Es ist jedoch nicht möglich, verzinktes Blech im Rollnahtschweißverfahren unter Erreichung der erforderlichen Festigkeit in der Schweißnaht zu verschweißen, weil sich im Überlappungsbereich die während des Schweißvorgangs teilweise verdampfende Zinkschicht wie eine Sperrschicht zwischen die beiden Blechschichten legt. Im Übergangsbereich der Schweißnaht entsteht somit nicht die erforderliche feste Verbindung. Außerdem löst sich das Zink an den Auflagestellen der Rollen, mit denen das Rollnahtschweißverfahren durchgeführt wird. Es entstehen hier ungeschützte Streifen etwa in einer Breite von 5 mm, an denen die Korrosion beginnt. Auch die Schnittkanten des Zuschnitts, die üblicherweise durch Stanzen erzeugt werden, sind frei von Zink und damit ungeschützt. Aus diesen Gründen werden für die Herstellung von Faßrümpfen unbeschichtete Bleche eingesetzt, im Rollnahtverfahren längsgeschweißte und der notwendige Oberflächenschutz wird durch Nachverzinken bereitgestellt.

Andererseits ist es bekannt, ebene Blechtafeln aus feuerverzinktem Blech zusammenzuschweißen und dann zu Bodenblechen für Kraftfahrzeuge zu verformen bzw. weiterzuverarbeiten. Dabei werden von feuerverzinktem Blech in Endlos-Bandform Teile in besonderer Weise zugeschnitten bzw. gestanzt, wobei es darauf ankommt, gerade Schneidkanten, die nicht sichelförmig ausgebaucht sind, zu erzeugen. Auf diese Art und Weise wird eine konstante Spaltweite angestrebt, wenn die ebenen Zuschnitte stumpf miteinander verschweißt werden. Bei diesem Verschweißen wird eine Laserschweißanlage eingesetzt. Das Schweißergebnis ist sehr anfällig gegen Veränderungen der Spaltweite über die Länge des Spaltes bzw. der zu erzeugenden Schweißnaht. Je dünner die Blechdicke ist, desto enger muß der Spalt zwischen den beiden miteinander zu verbindenden Rändern während des Schweißvorgangs gehalten und fixiert sein. Schon geringfügige Abweichungen führen dazu, daß in der Schweißnaht Löcher entstehen. Obwohl sich ebene Bleche sehr viel einfacher als z. B. gerundete Zuschnitte, wie sie bei der Herstellung von Faßrümpfen notwendigerweise eingesetzt werden, im Bereich ihrer Ränder mit konstanter Spaltweite parallel zueinander führen lassen, ist somit die Anwendung des Laserschweißverfahrens bereits bei der Verbindung ebener Zuschnitte nicht unproblematisch.

Der Erfindung liegt die Problematik zugrunde, Faßrümpfe mit der erforderlichen Festigkeit in der Schweißnaht herzustellen, die einen Oberflächenschutz durch einen Zinküberzug aufweisen und bei denen trotzdem das Nachverzinken mit all seinen Nachteilen eingespart wird.

Das Verfahren zur Herstellung eines etwa zylindrischen Faßrumpfes kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß Zuschnitte aus verzinktem Blech eingesetzt werden, daß die miteinander zu verbindenden Ränder des gerundeten Zuschnitts gespannt und stumpf sowie ausgerichtet zueinander zusammengepreßt werden, daß die so zusammengepreßten Ränder unter Verwendung eines Laserstrahls zusammengeschweißt werden, und daß die Schweißung unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt wird. Damit werden erstmals Zuschnitte aus verzinktem Blech auch bei der Herstellung etwa zylindrischer Faßrümpfe eingesetzt. Durch das Spannen der beiden Ränder sowie das Zusammenpressen, welches stumpf sowie ausgerichtet zueinander erfolgt, werden einerseits die im Stand der Technik bekannte Überlappung und andererseits Höhendifferenzen vermieden, so daß über die Länge der Schweißnaht bzw. des Spalts zwischen den unmittelbar einander zugekehrten Rändern des Zuschnitts konstante Bedingungen geschaffen werden, so daß ein Laserstrahl zur Erzeugung der Schweißnaht eingesetzt werden kann. Damit wird einerseits die erforderliche Festigkeit in der Schweißnaht erreicht. Andererseits werden insoweit die Schnittkanten an den Rändern des Zuschnitts, die nicht durch eine Zinkschicht geschützt sind, direkt miteinander verbunden. Die Schweißnaht muß auch nicht mehr nachbehandelt werden. Durch die Erwärmung beim Schweißen zieht sich überraschenderweise eine Schutzschicht aus Zink auch über das Material der Schweißnaht, und zwar innen und außen am Faßrumpf, so daß ein allseitiger Korrosionsschutz auch an dieser gerade miteinander verbundenen Stelle eintritt. Es entfällt die Notwendigkeit einer Nachverzinkungsanlage beim Faßhersteller, weil das eingesetzte Blechmaterial bereits im Anschluß an den Walzvorgang im Walzwerk verzinkt wird. Damit können auch die Umweltprobleme, die mit einer Verzinkungsanlage verbunden sind, zentral beim Blechhersteller gelöst werden und der Faßhersteller wird diesbezüglich entlastet. Mit dem neuen Verfahren kann einseitig oder beidseitig verzinktes Blech verarbeitet werden. Die nicht verzinkte Seite kann mit einer anderen Schutzschicht, insbesondere einer Lackierung, versehen werden. Durchgeführte Versuche haben ergeben, daß die mechanischen Eigenschaften in der Schweißnaht ebenso gut sind wie im restlichen Material des Faßrumpfes.

Die Ränder des gerundeten Zuschnitts können so gespannt und ausgerichtet werden, daß kein Höhenversatz eintritt und die Spaltweite zwischen den Rändern über die Länge des Spalts möglichst klein und konstant ist; der Laserstrahl wird mit konstantem Abstand längs der zu verbindenden Ränder geführt.

Es ist somit wichtig, daß konstante Bedingungen über die Länge der Schweißnaht geschaffen werden. Dies bezieht sich auf die Anordnung der Ränder zueinander, wobei in keiner der drei Raumrichtungen ein Überstand oder eine Überlappung gebildet sein darf. Außerdem muß die Spaltweite zwischen den Rändern über die Länge des Spalts möglichst klein und konstant gehalten werden. Schließlich muß auch noch der Abstand der Quelle des Laserstrahls bzw. die Eigenschaften des Laserstrahls an der Schweißstelle konstant gehalten werden, damit eine brauchbare Schweißnaht entsteht. Wesentlich ist es dabei, die Ränder einerseits gespannt zu halten und andererseits durch gewisse Kraftanwendung gegeneinanderzupressen.

Die Ränder des gerundeten Zuschnitts können vorteilhaft mit einer Spaltweite zwischen 0,05 und 0,1 mm zusammengepreßt werden. Unter Einhaltung dieser Bedingung ergeben sich besonders gute und gleichmäßige Schweißnähte.

Die miteinander zu verbindenden Ränder des gerundeten Zuschnitts können zunächst gegen einen die Ränder im Abstand voneinander haltenden Anschlag gedrückt werden, indem über den Umfang des Zuschnitts radial nach innen wirkende Kräfte eingesetzt werden. Die Ränder werden aus dieser angedrückten Stellung heraus gespannt und nach der Entfernung des Anschlags werden die Ränder anschließend stumpf gegeneinandergepreßt. Damit werden die Ränder gleichsam gegen eine ebene Fläche am Anschlag angedrückt und dabei so ausgerichtet, daß sie parallel zu dem ausgerichteten Rand ergriffen und gespannt werden können. Damit werden auch auf der Seite des Spannens der Ränder konstante Bedingungen über die Länge der zu bildenden Schweißnaht geschaffen.

Es ist möglich, aus der angedrückten Stellung heraus zunächst nur einen Rand des Zuschnitts zu spannen und nach der Entfernung des Anschlags den anderen Rand zu spannen und gegen den ersten Rand zu pressen. Es ist aber auch möglich, beidseitig mit Hilfe des Anschlags auszurichten und zu spannen und dann die Ränder zusammenzuführen.

Der gerundete Zuschnitt kann vor dem Spannen mit einem stirnseitigen Endanschlag auch in dieser Richtung ausgerichtet werden.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens arbeitet mit einer Rundwalze zum Runden von Zuschnitten aus Blech und einer Schweißeinrichtung zum Verbinden der beiden einander zugekehrten Ränder des Zuschnitts. Sie kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß die Vorrichtung eine Klemmbacken aufweisende Spanneinrichtung zum Ergreifen und Festhalten der Ränder des Zuschnitts aufweist, die ausgerichtet zueinander angeordnet sind, daß eine Aufnahmeeinrichtung für den gerundeten Zuschnitt und eine Laser-Schweißeinrichtung vorgesehen sind, und daß die Laser-Schweißeinrichtung und die Spanneinrichtung relativ zueinander parallel zu einer Mantellinie verfahrbar ausgebildet sind. Die Klemmbacken aufweisende Spanneinrichtung erstreckt sich über die Länge der zu bildenden Schweißnaht und ist gleichsam zu dieser symmetrisch ausgebildet. Sie weist im Bereich des Innenraums des zu bildenden Faßrumpfes angeordnete Klemmbacken auf sowie außerhalb angeordnete Klemmbacken, die entsprechend zusammenarbeiten bzw. einander zugeordnet sind, wobei sich diese Zuordnung auch auf alle drei Raumrichtungen erstreckt. Mit der Spanneinrichtung werden die Ränder reproduzierbar ergriffen, festgehalten und angedrückt, während die Schweißnaht niedergebracht wird. Zu diesem Zweck ist die Laser-Schweißeinrichtung bzw. ein Teil davon und die Spanneinrichtung relativ zueinander verfahrbar. Dabei wird der gerundete Zuschnitt nicht nur im Bereich der Ränder gespannt und fixiert, sondern die Aufnahmeeinrichtung erstreckt sich auch über mehrere Umfangsstellen des gerundeten Zuschnitts, damit auch insoweit eine Führung und Fixierung während des Schweißens gegeben ist.

Die Aufnahmeeinrichtung kann Spannarme und Druckrollen für einen radialen Kraftangriff nach innen aufweisen. Es ist ein beweglicher Anschlag, insbesondere ein Klappanschlag vorgesehen, der in seiner eingeschwenkten Stellung die Ränder des Zuschnitts voneinander getrennt hält und in der ausgeschwenkten Stellung das Zusammenpressen der Ränder des Zuschnitts ohne Höhenversatz ermöglicht. Ein solcher beweglicher Anschlag ist dann vorgesehen, wenn der gerundete Zuschnitt während des Spannens und Schweißens gleichsam ortsfest in der Aufnahmevorrichtung der Vorrichtung gehalten ist und so verbleibt, während die Laser-Schweißeinrichtung bewegt wird. In einer stationsweise arbeitenden Anlage wäre es aber andererseits auch möglich, den gespannten Faßrumpf in eine weitere Station zu verfahren, in der dann die Schweißnaht niedergebracht wird. In diesem Fall könnte der Anschlag in einer vorgeschalteten Station ortsfest verbleiben. Wichtig ist dieser Anschlag, weil er eine Ausrichtung jedes einzelnen Rands des gerundeten Zuschnitts für sich gestattet, also gleichsam einen Abgleich des Rands an einer ebenen Fläche ermöglicht, so daß das Spannen der Ränder in dieser Position geschieht, um damit konstante Verhältnisse insbesondere hinsichtlich der sich dann anschließenden Spaltweite zu schaffen, wenn die Ränder nach Entfernung des Anschlags unmittelbar gegeneinandergepreßt werden.

Die Aufnahmeeinrichtung kann einen stirnseitig zum Faßrand plazierten Endanschlag aufweisen, so daß auch die Ausrichtung in dieser Richtung vorgenommen wird.

In dem von dem gerundeten Zuschnitt umschlossenen Innenraum sind fest angeordnete Klemmbacken der Spanneinrichtung und zwischen diesen eine mit Schutzgas, insbesondere Kohlendioxid, zu füllende Rinne vorgesehen, während die außerhalb des Zuschnitts angeordneten zugehörigen Klemmbacken beweglich angeordnet und jeweils mit einem Antrieb versehen sind. Damit wird zugleich eine einfache Ummantelung der Schutzgasatmosphäre erreicht, so daß die Schweißnaht vor Sauerstoffzutritt geschützt niedergebracht werden kann.

Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert und beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 eine Ansicht der Spann- und Schweißstation der Vorrichtung in Einschubrichtung.

Auf einem Scherenhubtisch 1 befindet sich ein Stapel Zuschnitte 2 aus verzinktem Blech, wobei jeder Zuschnitt 2 entsprechend den Abmessungen des aus ihm zu bildenden Faßrumpfs 3 bemessen ist. Über Sauger oder Greifer 4 wird ein Zuschnitt 2 einer Rundwalze 5 zugeführt, die ein übliches Gerüst aus mindestens drei Walzen aufweist, in welchem der Zuschnitt 2 gerundet wird. Der gerundete Zuschnitt 6 gelangt über Fördereinrichtungen 7 in eine Spann- und Schweißstation 8, die in Fig. 3 in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen gesondert dargestellt ist. Die Spann- und Schweißstation weist einen Rahmen 9 auf. Es ist eine Laser- Schweißeinrichtung 10 vorgesehen, mit deren Hilfe die beiden Ränder 11 und 12 des gerundeten Zuschnitts 6 über eine Schweißnaht 13 stumpf miteinander verbunden werden. Weitere Förder- und Leiteinrichtungen 14 dienen dem Abtransport des geschweißten Faßrumpfs 3, der dann einer entsprechenden Weiterverarbeitung unterzogen wird.

Die in vergrößerter Darstellung in Fig. 3 wiedergegebene Spann- und Schweißstation 8 trägt innerhalb des Rahmens 9 eine Aufnahmeeinrichtung 15 für den gerundeten Zuschnitt 6. Die Aufnahmeeinrichtung 15 weist Auflageschienen 16 auf, auf denen der gerundete Faßrumpf 6 in Richtung eines Pfeils 17 (Fig. 2) eingeschoben wird. Die Aufnahmeeinrichtung 15 weist weiterhin Druckrollen 18 auf, die über den Umfang des gerundeten Zuschnitts 6 verteilt angeordnet sind. Weiterhin sind Spannarme 19 vorgesehen, mit deren Hilfe radial nach innen gerichtete Kräfte auf den gerundeten Zuschnitt 6, der in Fig. 3 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist, aufgebracht werden können.

Es ist ein Anschlag 20 um eine Achse 21 gemäß Pfeil 22 schwenkbar und ausfahrbar, so daß er um etwa 90° aus seiner dargestellten Stellung verschwenkt in die Mittelebene 23 einschwenkbar ist, wo er zwischen die Ränder 11 und 12 des gerundeten Zuschnitts 6 tritt. Der Rand 11 des gerundeten Zuschnitts 6 liegt auf der einen Seite und der Rand 12 auf der anderen Seite des Anschlags 20 an. Weiterhin ist ein Endanschlag 24 vorgesehen, gegen den sich die eine Stirnseite des gerundeten Zuschnitts 6 anlegt, wodurch die Einschiebebewegung des gerundeten Faßrumpfs 6 beendet wird und eine Ausrichtung der Ränder 11 und 12 in Einschieberichtung gemäß Pfeil 17 erreicht wird. Der gerundete Querschnitt 6 umschließt einen Innenraum 25, in welchen eine über die Länge der Schweißnaht 13 durchgehende Schiene 26 einragt, die mit einer Rinne 27 versehen ist, in welche der Anschlag 20 in seiner einen Stellung teilweise einragt. Die wesentliche Funktion der Rinne 27 ist jedoch darin zu sehen, daß in ihr ein Schutzgas, insbesondere Kohlendioxid, während der Schweißung geführt werden kann, so daß die Schweißung unter Schutzgasatmosphäre stattfindet. Zur Wärmeabfuhr ist die Schiene 26 von Kühlkanälen 28 durchsetzt. Auf der Schiene 26 können ortsfeste Klemmbacken 29 und 30 symmetrisch zur Mittelebene 23 angeordnet sein. Außerhalb des gerundeten Zuschnitts 6 bzw. dessen Innenraum 25 sind bewegliche Klemmbacken 31 und 32 angeordnet. Die Klemmbacken 29 und 31 bilden ein Klemmbackenpaar zum Ergreifen des Rands 11 des gerundeten Zuschnitts. Ebenso bilden die Klemmbacken 30 und 32 ein Klemmbackenpaar zum Ergreifen des Rands 12 des gerundeten Zuschnitts. Die Klemmbacken 29 bis 32 sind Bestandteil einer Spanneinrichtung 33, zu der auch ein Antrieb 34 für die relative Bewegung des Klemmbackens 31 zum Klemmbacken 29 gemäß Pfeil 35 gehört. Entsprechend ist ein Antrieb 36 für den Klemmbacken 32 gemäß Pfeil 37 vorgesehen. Die Antriebe 34 und 36 sind außerhalb des gerundeten Zuschnitts 6 am Rahmen 9 abgestützt. Sie arbeiten auf Wellen 38 und 39, die sich über die gesamte Länge des Zuschnitts 6 bzw. der zu bildenden Schweißnaht 13 erstrecken und an denen die Klemmbacken 31 und 32 vorgesehen sind. Auch sämtliche Klemmbacken 29 bis 32 erstrecken sich über die Länge der zu bildenden Schweißnaht 13 bzw. der Ränder 11 und 12 des Zuschnitts 6. Auf dem Rahmen 9 ist die Laser- Schweißeinrichtung 10 mit Hilfe eines Schlittens 40 mindestens über die gesamte Länge der Schweißnaht 13 verfahrbar. Zur genauen Einstellung eines Schweißkopfes 41 zur Mittelebene 23 dient ein von Hand betätigbares Einstellgetriebe 42. Zwischen den Rändern 11 und 12 des gerundeten Zuschnitts 6 wird ein Spalt 43 gebildet, der symmetrisch zur Mittelebene 23 angeordnet ist und dessen Spaltweite über die Länge der zu bildenden Schweißnaht 13 klein und konstant ist. Es versteht sich, daß die Laser- Schweißeinrichtung 10 mit ihrem Schweißkopf 41 auch in konstanter Entfernung oberhalb dieses Spalts 43 geführt ist, so daß sowohl hinsichtlich der Einspannung der Ränder 11 und 12 wie auch des Schweißkopfs 41 während der Schweißung konstante Bedingungen vorliegen.

Mit der Spann- und Schweißstation wird wie folgt gearbeitet: der Anschlag 20 wird in die Mittelebene 23 eingeschwenkt und entsprechend einjustiert. Anschließend erfolgt bei geöffneten Klemmbackenpaaren das Einschieben des gerundeten Zuschnitts 6 in Richtung des Pfeils 17 in die Aufnahmeeinrichtung 15, wobei der Zuschnitt 6 auf den Auflageschienen 16 gleitet und von den Druckrollen 18 geführt wird. Dabei treten die Ränder 11 und 12 zwischen den Klemmbackenpaaren 29, 31 und 30, 32 hindurch und richten sich bereits durch beidseitig symmetrische Anlage an dem Anschlag 20 relativ und symmetrisch zu der Mittelebene 23 aus. Die Einschiebebewegung wird durch Anschlagen des stirnseitigen Endes gegen den Endanschlag 24 beendet. Es wird nun der Antrieb 34 in Tätigkeit gesetzt, um den Rand 11 des Zuschnitts 6 zu spannen und zwischen den Klemmbacken 29 und 31 festzulegen, wobei das Spannen über die gesamte Länge des Rands 11 und in konstanter Entfernung von dem Rand 11 erfolgt. Vor und während dieses Spannens wird über die Spannarme 19 der Aufnahmeeinrichtung 15 ein radialer Druck auf den Zuschnitt 6 ausgeübt, woraus eine entsprechende Anlage- und Ausrichtwirkung der Ränder 11 und 12 an dem Anschlag 20 erfolgt. Es wird weiterhin auch der andere Rand 12 gespannt, indem über den Antrieb 36 die Klemmbacke 32 entsprechend bewegt wird. Nach dem jeweiligen Spannen der Ränder 11 und 12 wird der Anschlag 20 in die in Fig. 3 dargestellte Ruheposition verschwenkt und die Klemmbackenpaare werden symmetrisch zur Mittelebene 23 so bewegt, daß die Ränder 11 und 12 ohne Überlappung und ohne Höhenversatz stumpf gegeneinanderstoßen und so ausgerichtet gehalten werden, daß der Spalt 43 über die Länge der zu bildenden Schweißnaht 13 klein und konstant ist. Die Spaltweite des Spalts 43 darf höchstens etwa 10% der Blechstärke betragen.

Es ist auch möglich, den Anschlag 20 so zwischen den Rändern 11 und 12 anzuordnen, daß nur der Rand 11 in die Mittelebene 23 kommt, während der Rand 12 durch die Dicke des Anschlags 20 außerhalb der Mittelebene 23 gehalten wird. Es ist dann möglich, den Rand 11 zunächst allein zu spannen, dann den Anschlag 20 in die Ruheposition auszuschwenken und durch anschließendes Schließen des Klemmbackenpaares 30, 32 und unter Ausnutzung der in dem gerundeten Zuschnitt 6 steckenden Spannung sowie der Kraft der Spannarme 19 gleichzeitig eine Ausrichtung und Positionierung des Rands 12 relativ zu dem fest eingespannten Rand 11 zu erhalten. Auch hierdurch ist es möglich, die Spaltweite des Spalts 43 klein und konstant zu halten. Die zuletzt beschriebene Vorgehensweise hat den Vorteil, daß eine Relativbewegung der Spannbackenpaare in Richtung auf die Mittelebene 23 zu entbehrlich ist.

Sobald die beiden Ränder 11 und 12 mit Hilfe der Aufnahmeeinrichtung 15 und der Spanneinrichtung 33 mit den Klemmbacken 29 bis 32 ordnungsgemäß gespannt und fixiert ist, tritt die Laser-Schweißeinrichtung 10 in Funktion und die Schweißnaht 13 wird niedergebracht. Anschließend wird die Spanneinrichtung 33 geöffnet und der längsgeschweißte Faßrumpf 3 mit der Schweißnaht 13 entnommen. Dieser wird dann über Förder- und Leiteinrichtungen 14 (Fig. 1) der weiteren Verarbeitung zugeführt.

Durch die Schweißnaht 13 werden die Ränder 11 und 12 des gerundeten Zuschnitts 6 stumpf und direkt miteinander verbunden, wobei der weitere Vorteil auftritt, daß durch Erwärmung im Schweißbereich die Zinkauflage von den Randbereichen erschmolzen wird und sich über die Schweißnaht 13 hinwegzieht, so daß das Material des Faßrumpfs 3 auch an dieser Stelle gleichsam automatisch durch den Schweißvorgang gegen Korrosion geschützt wird. Eine Nachbehandlung der Schweißnaht ist entbehrlich und es ist damit möglich, verzinktes Blech für die Herstellung von Faßrümpfen 3 ohne jegliche Nachverzinkung einzusetzen.

Bezugszeichenliste:

1 Scherenhubtisch
2 Zuschnitt
3 Faßrumpf
4 Sauger
5 Rundwalze
6 gerundeter Zuschnitt
7 Fördereinrichtung
8 Spann- und Schweißstation
9 Rahmen
10 Laser-Schweißeinrichtung
11 Rand
12 Rand
13 Schweißnaht
14 Förder- und Leiteinrichtung
15 Aufnahmeeinrichtung
16 Auflageschiene
17 Pfeil
18 Druckrolle
19 Spannarm
20 Anschlag
21 Achse
22 Pfeil
23 Mittelebene
24 Endanschlag
25 Innenraum
26 Schiene
27 Rinne
28 Kühlkanal
29 Klemmbacken
30 Klemmbacken
31 Klemmbacken
32 Klemmbacken
33 Spanneinrichtung
34 Antrieb
35 Pfeil
36 Antrieb
37 Pfeil
38 Welle
39 Welle
40 Schlitten
41 Schweißkopf
42 Einstellgetriebe
43 Spalt

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines etwa zylindrischen Faßrumpfs (3), bei dem ein Zuschnitt (2) aus Blech gerundet und im Bereich seiner Ränder (11, 12) mit einer längs einer Mantellinie des zylindrischen Faßrumpfs (3) verlaufenden Schweißnaht (13) versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß Zuschnitte (2) aus verzinktem Blech eingesetzt werden, daß die miteinander zu verbindenden Ränder (11, 12) des gerundeten Zuschnitts (6) gespannt und stumpf sowie ausgerichtet zueinander zusammengepreßt werden, daß die so zusammengepreßten Ränder (11, 12) unter Verwendung eines Laserstrahls zusammengeschweißt werden, und daß die Schweißung unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder (11, 12) des gerundeten Zuschnitts (6) so gespannt und ausgerichtet werden, daß kein Höhenversatz eintritt und die Spaltweite zwischen den Rändern (11, 12) über die Länge des Spalts (43) möglichst klein und konstant ist, und daß der Laserstrahl mit konstantem Abstand längs der zu verbindenden Ränder (11, 12) geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder (11, 12) des gerundeten Zuschnitts (6) mit einer Spaltweite zwischen 0,05 und 0,10 mm zusammengepreßt werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander zu verbindenden Ränder (11, 12) des gerundeten Zuschnitts (6) zunächst gegen einen die Ränder (11, 12) im Abstand voneinander haltenden Anschlag (20) gedrückt werden, in dem über den Umfang des Zuschnitts (6) radial nach innen wirkende Kräfte eingesetzt werden, und daß die Ränder (11, 12) aus dieser angedrückten Stellung heraus gespannt werden, daß der Anschlag (20) entfernt und die Ränder (11, 12) anschließend stumpf gegeneinandergepreßt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus der angedrückten Stellung heraus zunächst nur der eine Rand (11) des Zuschnitts (6) gespannt und nach der Entfernung des Anschlags (20) der andere Rand (12) gespannt und gegen den ersten Rand (11) gepreßt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gerundete Zuschnitt (6) vor dem Spannen mit einem stirnseitigen Endanschlag (24) ausgerichtet wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 6, mit einer Rundwalze (5) zum Runden von Zuschnitten (2) aus Blech und einer Schweißeinrichtung zum Verbinden der beiden einander zugekehrten Ränder (11, 12) des Zuschnitts (6), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Klemmbacken (29, 30, 31, 32) aufweisende Spanneinrichtung (33) zum Ergreifen und Festhalten der Ränder (11, 12) des Zuschnitts (6) aufweist, die ausgerichtet zueinander angeordnet sind, daß eine Aufnahmeeinrichtung (15) für den gerundeten Zuschnitt (6) und eine Laser- Schweißeinrichtung (10) vorgesehen sind, und daß die Laser- Schweißeinrichtung (10) und die Spanneinrichtung (33) relativ zueinander parallel zu einer Mantellinie verfahrbar ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (15) Spannarme (19) und Druckrollen (18) für einen radialen Kraftangriff nach innen aufweist, und daß ein beweglicher Anschlag (20), insbesondere ein Klappanschlag, vorgesehen ist, der in seiner eingeschwenkten Stellung die Ränder (11, 12) des Zuschnitts (6) voneinander getrennt hält und in der ausgeschwenkten Stellung das Zusammenpressen der Ränder (11, 12) des Zuschnitts (6) ohne Höhenversatz ermöglicht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (15) einen stirnseitig zum Faßrumpf plazierten Endanschlag (24) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem von dem gerundeten Zuschnitt (6) umschlossenen Innenraum (25) fest angeordnete Klemmbacken (29, 30) der Spanneinrichtung (33) und zwischen diesen eine mit Schutzgas, insbesondere Kohlendioxid, zu füllende Rinne (27) vorgesehen sind, während die außerhalb des Zuschnitts (6) angeordneten zugehörigen Klemmbacken (31, 32) beweglich angeordnet und jeweils mit einem Antrieb (34, 36) versehen sind.